【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于相变储热(热)材料与相变储热(热)，更具体的涉及一种具有光-热和电-热转化效果的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料的制备方法。
技术介绍
1、相变材料(pcm-phase change material)是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程为相变过程，相变材料将吸收或释放大量的潜热，将这部分能量应用于人类生活，将为节能环保提供最佳绿色环保载体。目前，相变储热技术广泛应用于太阳能热利用和太阳能聚热发电、建筑行业节能等领域。
2、以石蜡、聚乙二醇等为代表的有机相变材料通常通过固-液相变的过程实现热能存储。但此类相变材料存在导热率较差、潜热释放不充分等问题，同时在液态也可能存在泄露失效的问题，所以当前大部分的研究在开发相变储热材料合适的封装方法，在解决泄露问题的基础上增强其导热性。
技术实现思路
1、针对现有技术的改进需求，本专利技术提供了一种具有光-热和电-热转化效果的石墨泡沫材料基复合石蜡相变储热材料制备方法。
2、本专利技术涉及的一种具有光-热和电-热转化效果的石墨泡沫材料基复合石蜡相变储热材料，包括石墨泡沫材料载体和石蜡相变储热材料。其中，石墨泡沫材料载体采用磨碎的废旧锂离子电池的石墨负极为原料，添加氯化钾为模板剂，添加酚醛树脂为固化剂，干压成型后180℃烘干固化，放入蒸馏水中脱除氯化钾后，在900℃还原气氛下热处理2h制得；
3、所述的石墨泡沫材料载体的孔道结构为均匀立方微孔，孔径在5.4至351.9μm
4、所述的石墨泡沫材料载体的xrd图谱有三个明显的衍射峰，包括26.7°和54.7°处的两个尖锐峰，分别对应于石墨(002)和(004)平面的反射，以及44.6°处的一个宽峰，对应于无序碳(101)平面的反射率。
5、所述的石蜡相变储热材料石蜡通过真空浸渍工艺与石墨泡沫材料载体结合，以物理毛细吸附的方式存在于石墨泡沫材料载体的孔隙中。所述真空浸渍工艺是将制备好的石墨泡沫载体放入盛有80℃预融化的石蜡液体的容器中，确保石蜡将载体完全浸没，放入真空烘箱保持80℃一小时。
6、所述的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料，相变焓174.2至209.2j/g之间，相变储热材料石蜡在石墨泡沫材料载体中的负载率为63.96％～76.59％，200次热循环后保持90％以上的熔融潜热。
7、所述的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料在氙气灯模拟的太阳辐照下能实现76.1％的光-热转化效率，在5.0v的测试电压下能实现53.1％至74.6％的电热转化效率。
8、所述石墨泡沫材料载体的一种详细制备步骤为：
9、步骤1：将处理废锂离子电池得到的石墨粉末和模板剂氯化钾按质量比例为1：4、1：5、1：6、1：7、1：8五种比例分别均匀混合；
10、步骤2：将混合好的粉末按质量比为石墨：酚醛树脂为1：0.24添加固化剂酚醛树脂后，为放入内径为20mm的模具中，8mpa压力下制备样品；
11、步骤3：将脱模的样品放入180℃的烘箱中进行固化；
12、步骤4：固化结束后，将样品置于含有500ml蒸馏水的烧杯中以除去氯化钾，多次换水，直到样品总重量停止减少；
13、步骤5：将去除氯化钾的样品在马弗炉中在还原气氛下以10℃/min的加热速率在900℃下处理2小时，以获得石墨泡沫。
14、优选地，如步骤1所述，石墨粉末原料应通过磨碎处理废旧锂离子电池石墨电极得到。
15、优选地，如步骤2所述，在成型时应加入0.11ml无水乙醇，以保证胚体的塑性。
16、优选地，如步骤5所述，在烧结成型时应向炉膛内通入氮气、氩气等惰性气体或还原性气体如一氧化碳。
17、有益效果：
18、(1)本专利技术所用的原料为处理废锂离子电池得到的石墨粉末，以此为原料可以拓展废旧电池的回收利用途径。
19、(2)石墨泡沫作为载体可大幅提升复合相变材料的导热率，石墨泡沫的封装可将石蜡的导热率提升为原来的411％。此外石墨泡沫还具有导电性和良好的太阳能吸收效果，这是实现复合相变材料光-热、电-热转化的基础。
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1.一种具有光-热和电-热转化效果的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料，其特征在于：组成包括石墨泡沫材料载体和相变储热材料；其中，石墨泡沫材料载体采用磨碎的废旧锂离子电池的石墨负极为原料，添加氯化钾为模板剂，添加酚醛树脂为固化剂，干压成型后180℃烘干固化，放入蒸馏水中脱除氯化钾后，在900℃还原气氛下热处理2h制得。
2.如权利要求1所述的石墨泡沫材料载体，其特征在于制备方法为：
3.如权利要求1所述的石墨泡沫材料载体，其特征在于其孔道结构为均匀立方微孔，孔径在5.4至351.9μm之间，直径小于84.6μm的总孔体积占比不低于90％，孔壁随着氯化钾模板剂的添加量增加变得更薄，而孔的尺寸分布保持不变。
4.如权利要求1所述的石墨泡沫材料载体，其特征在于XRD图谱有三个明显的衍射峰，包括26.7°和54.7°处的两个尖锐峰，分别对应于石墨(002)和(004)平面的反射，以及44.6°处的一个宽峰，对应于无序碳(101)平面的反射率。
5.如权利要求1所述的相变储热材料石蜡，其特征在于通过真空浸渍工艺与石墨泡沫材料载体结合，以物理毛细吸附
6.如权利要求1所述的石墨泡沫复合相变储热材料，其特征在于：相变焓174.2至209.2J/g之间，相变储热材料石蜡在石墨泡沫材料载体中的负载率为63.96％～76.59％。
7.如权利要求1所述的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料，其特征在于：200次热循环后保持90％以上的熔融潜热。
8.如权利要求1所述的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料，其特征在于：在氙气灯模拟的太阳辐照下能实现76.1％的光-热转化效率，在5.0V的测试电压下能实现53.1％至74.6％的电热转化效率。
...【技术特征摘要】
1.一种具有光-热和电-热转化效果的石墨泡沫复合石蜡相变储热材料，其特征在于：组成包括石墨泡沫材料载体和相变储热材料；其中，石墨泡沫材料载体采用磨碎的废旧锂离子电池的石墨负极为原料，添加氯化钾为模板剂，添加酚醛树脂为固化剂，干压成型后180℃烘干固化，放入蒸馏水中脱除氯化钾后，在900℃还原气氛下热处理2h制得。
2.如权利要求1所述的石墨泡沫材料载体，其特征在于制备方法为：
3.如权利要求1所述的石墨泡沫材料载体，其特征在于其孔道结构为均匀立方微孔，孔径在5.4至351.9μm之间，直径小于84.6μm的总孔体积占比不低于90％，孔壁随着氯化钾模板剂的添加量增加变得更薄，而孔的尺寸分布保持不变。
4.如权利要求1所述的石墨泡沫材料载体，其特征在于xrd图谱有三个明显的衍射峰，包括26.7°和54.7°处的两个尖锐峰，分别对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔嘉欣，黄朝晖，王骏骁，刘明勇，刘贤杰，林凡凯，闵鑫，房明浩，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：
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